CN220947531U - 一种混合动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种混合动力系统及车辆，涉及车辆零部件技术领域，所述混合动力系统包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、中间轴、差速器、第一制动器及第二制动器，行星排组件包括太阳轮、行星轮总成及齿圈，太阳轮通过行星轮总成与齿圈啮合，太阳轮与第一制动器连接，行星轮总成与齿圈之间设置有第二制动器，发动机及第一电机均与行星轮总成驱动连接，齿圈及第二电机择一地与中间轴传动连接，中间轴与差速器连接。本实用新型方案，能够实现车辆的纯电驱动及并联多挡驱动，满足不同场合的动力输出需要；而且发动机的输出功率可通过行星排组件进行功率分流，使得发动机在低速行驶与高速行驶时均能保持较高的效率，有利于降低车辆油耗。

Description

一种混合动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，具体而言，涉及一种混合动力系统及车辆。

背景技术

混合动力车辆由于兼顾燃油车辆和电动车辆的优势，有助于减少车辆化石燃料的使用以及相应有害气体排放，有着广阔的发展前景。现有混合动力车辆的混合动力系统主要包括单挡串并联结构和增程结构，但是，其所能实现的挡位及驱动模式较少，无法满足不同场合强动力输出的驾驶需要，且发动机的动力传递效率较低，油耗较高。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有混合动力系统档位及驱动模式少，油耗高的技术问题。

一方面，本实用新型提供一种混合动力系统，包括发动机、第一电机、第二电机、行星排组件、中间轴、差速器、第一制动器及第二制动器，所述行星排组件包括太阳轮、行星轮总成及齿圈，所述太阳轮通过所述行星轮总成与所述齿圈啮合，所述太阳轮与所述第一制动器连接，所述行星轮总成与所述齿圈之间设置有所述第二制动器，所述发动机及所述第一电机均与所述行星轮总成驱动连接，所述齿圈及所述第二电机择一地与所述中间轴传动连接，所述中间轴与所述差速器连接。

本实用新型的混合动力系统，当第二电机驱动中间轴转动时，可将动力传递到差速器，实现车辆的纯电行驶，通过使第二电机正反转，以实现纯电工况下的前进行驶和倒挡行驶。当第一制动器将太阳轮锁死，发动机的一部分输出功率可通过行星排组件的行星轮总成、齿圈传递到中间轴，最后经差速器传递到车轮，实现车辆并联驱动模式下的一挡行驶，此时，发动机的另一部分输出功率可通过行星排组件的行星轮总成传递到第一电机，以对第一电机进行充电，或者发动机与第一电机一起驱动行星排组件，输出较大的动力到差速器，以驱动车轮转动；当第二制动器将行星轮总成与齿圈锁死，使得二者以相同转速转动时，发动机的一部分输出功率通过行星排组件的行星轮总成、齿圈传递到中间轴，最后传递到差速器，实现车辆并联驱动模式下的二挡行驶，此时，发动机的另一部分输出功率可通过行星排组件的行星轮总成传递到第一电机，以对第一电机进行充电，或者发动机与第一电机同时驱动行星排组件，输出较大的动力到差速器。采用本实用新型所述的混合动力系统，能够实现车辆的纯电驱动及并联多挡驱动，满足不同场合的动力输出需要；而且发动机的输出功率可通过行星排组件进行功率分流，通过调整发动机的功率分配比例，使得发动机在低速行驶与高速行驶时均能保持较高的效率，有利于降低整车油耗。

可选地，所述第二电机的输出轴与所述第一电机的输出轴平行设置，且所述第二电机及所述第一电机位于沿车辆左右方向的同一侧。

可选地，所述第一电机设于所述行星排组件远离所述发动机的一侧。

可选地，该混合动力系统还包括第一平行轴齿轮，所述第一平行轴齿轮包括相互啮合的第一输入齿轮和第一输出齿轮，所述第一输入齿轮套设于所述第一电机的输出轴上，所述第一输出齿轮与所述行星轮总成连接。

可选地，该混合动力系统还包括第二平行轴齿轮，所述第二平行轴齿轮包括相互啮合的第二输入齿轮和第二输出齿轮，所述第二输入齿轮套设于所述第二电机的输出轴上，所述第二输出齿轮套设于所述中间轴上。

可选地，该混合动力系统还包括第三输出齿轮，所述第三输出齿轮套设于所述中间轴上，所述齿圈具有内齿和外齿，所述内齿与所述行星轮总成啮合传动，所述外齿与所述第三输出齿轮啮合传动。

可选地，该混合动力系统还包括第四平行轴齿轮，所述第四平行轴齿轮包括相互啮合的第四输入齿轮和第四输出齿轮，所述第四输入齿轮套设于所述中间轴上，所述第四输出齿轮与所述差速器连接。

可选地，所述第二输出齿轮及所述第四输入齿轮分别位于所述第三输出齿轮的轴向两侧。

可选地，所述第一电机及所述第二电机的轴向尺寸大于径向尺寸。

另一方面，本实用新型提出一种车辆，包括上述的混合动力系统。所述车辆相较于现有技术所具有的优势与上述混合动力系统相同，不再重复说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的混合动力系统的原理图；

图2为本实用新型实施例的混合动力系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、发动机；2、第一电机；3、第二电机；4、行星排组件；401、太阳轮；402、行星轮总成；403、齿圈；4031、内齿；4032、外齿；5、中间轴；6、差速器；7、第一制动器；8、第二制动器；9、第一平行轴齿轮；901、第一输入齿轮；902、第一输出齿轮；10、第二平行轴齿轮；1001、第二输入齿轮；1002、第二输出齿轮；11、第三输出齿轮；12、第四平行轴齿轮；1201、第四输入齿轮；1202、第四输出齿轮。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本实用新型的限制。

本文中，建立有XY坐标系，其中，X轴的正向代表车辆前方，X轴的反向代表车辆后方，Y轴的正向代表车辆左方，Y轴的反向代表车辆右方。同时需要说明的是，前述X轴和Y轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，本实用新型实施例的一种混合动力系统，包括发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排组件4、中间轴5、差速器6、第一制动器7及第二制动器8，所述行星排组件4包括太阳轮401、行星轮总成402及齿圈403，所述太阳轮401通过所述行星轮总成402与所述齿圈403啮合，所述太阳轮401与所述第一制动器7连接，所述行星轮总成402与所述齿圈403之间设置有所述第二制动器8，所述发动机1及所述第一电机2均与所述行星轮总成402驱动连接，所述齿圈403及所述第二电机3择一地与所述中间轴5传动连接，所述中间轴5与所述差速器6连接。

具体地，行星排组件4的行星轮总成402可包括多个行星轮，齿圈403位于太阳轮401的外侧，太阳轮401与齿圈403同轴设置，太阳轮401的周围通过多个行星轮与齿圈403啮合，齿圈403可为环形，或者为槽型，发动机1的输出端可穿过齿圈403以与行星轮总成402固定连接。第一电机2的输出轴也是与行星轮总成402固定连接。第一制动器7及第二制动器8可直接采用现有技术，诸如摩擦离合器，主要用于实现对应结构的锁死固定。差速器6与车轮连接。发动机1、第一电机2、第二电机3、行星排组件4、中间轴5、差速器6、第一制动器7及第二制动器8可设于壳体内，且发动机1、第一电机2、第二电机3及差速器6可与壳体固定连接。

在本实施例中，当第二电机3驱动中间轴5转动时，可将动力传递到差速器6，实现车辆的纯电行驶，通过使第二电机3正反转，以实现纯电工况下的前进行驶和倒挡行驶。当第一制动器7将太阳轮401锁死，发动机1的一部分输出功率通过行星排组件4的行星轮总成402、齿圈403传递到中间轴5，最后经差速器6传递到车轮，可实现车辆并联驱动模式下的一挡行驶，此时，发动机1的另一部分输出功率可通过行星排组件4的行星轮总成402传递到第一电机2，以对第一电机2进行充电，或者发动机1与第一电机2一起驱动行星排组件4，输出较大的动力到差速器6；当第二制动器8将行星轮总成402与齿圈403锁死，使得二者以相同转速转动时，发动机1的一部分输出功率通过行星排组件4的行星轮总成402、齿圈403传递到中间轴5，最后传递到差速器6，实现车辆并联驱动模式下的二挡行驶，此时，发动机1的另一部分输出功率可通过行星排组件4的行星轮总成402传递到第一电机2，以对第一电机2进行充电，或者发动机1与第一电机2同时驱动行星排组件4，输出较大的动力到差速器6。采用本实用新型所述的混合动力系统，能够实现车辆的纯电驱动及并联多挡驱动，满足不同场合的动力输出需要；而且发动机1的输出功率可通过行星排组件4进行功率分流，通过调整发动机1的功率分配比例，使得发动机1在低速行驶与高速行驶时均能保持较高的效率，有利于降低整车油耗。

如图1-2所示，可选地，所述第二电机3的输出轴与所述第一电机2的输出轴平行设置，且所述第二电机3及所述第一电机2位于沿车辆左右方向的同一侧。

在本实施例中，所述第一电机2的输出轴沿Y轴所示方向，第二电机3的输出轴沿Y轴所示方向，二者相互平行，相较于同轴布置，能够缩短Y向空间占用，有利于在Y向空间较小的车辆上布设本实施例所述的混合动力系统。

同时，第一电机2与第二电机3可同时位于行星排组件4的左侧，也即车辆的左侧，相较于位于车辆的左右两侧而言，能够进一步缩短Y向空间占用。这里，所述发动机1及差速器6可同时位于车辆的右侧。

如图1-2所示，可选地，所述第一电机2设于所述行星排组件4远离所述发动机1的一侧。

在本实施例中，所述第一电机2可设于车辆左侧，所述发动机1可设于车辆右侧，合理布置相关结构，优化系统空间占用。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第一平行轴齿轮9，所述第一平行轴齿轮9包括相互啮合的第一输入齿轮901和第一输出齿轮902，所述第一输入齿轮901套设于所述第一电机2的输出轴上，所述第一输出齿轮902与所述行星轮总成402连接。

在本实施例中，所述第一平行轴齿轮9的第一输入齿轮901的尺寸较小，第一输出齿轮902的尺寸较大，第一输入齿轮901的轴线与第一输出齿轮902的轴线平行，第一输出齿轮902与太阳轮401同轴，第一输出齿轮的中部可通过连接段与行星轮总成402连接，第一电机2的驱动力通过依次设置的第一输入齿轮901、第一输出齿轮902传递到行星轮总成402，或者第一发动机1输出到行星轮总成402的驱动力，可经第一平行轴齿轮9传递到第一电机2。

在其他一些实施例中，所述第一电机2可通过三个及三个以上相互啮合的传动齿轮与行星排组件4的行星轮总成402连接。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第二平行轴齿轮10，所述第二平行轴齿轮10包括相互啮合的第二输入齿轮1001和第二输出齿轮1002，所述第二输入齿轮1001套设于所述第二电机3的输出轴上，所述第二输出齿轮1002套设于所述中间轴5上。

在本实施例中，中间轴5、发动机1输出端轴线、太阳轮401的轴线相互平行，中间轴5可通过轴承和与变速器壳体转动连接。第二输入齿轮1001的轴线与第二输出齿轮1002的轴线平行，所述第二电机3的输出轴可通过依次设置的第二输入齿轮1001和第二输出齿轮1002将驱动力传递到中间轴5，最后传递到差速器6。其中，第二输出齿轮1002可设于第二输入齿轮1001靠近所述第一电机2的一侧，也即中间轴5位于第二电机3与第一电机2之间。

在其他一些实施例中，所述第二电机3可通过三个及三个以上相互啮合的传动齿轮与中间轴5连接。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第三输出齿轮11，所述第三输出齿轮11套设于所述中间轴5上，所述齿圈403具有内齿4031和外齿4032，所述内齿4031与所述行星轮总成402啮合传动，所述外齿4032与所述第三输出齿轮11啮合传动。

在本实施例中，齿圈403可为设有内外齿的齿圈，齿圈403的内齿4031与外齿4032可以对应设置，也可以错位设置。发动机1将驱动力传递到行星轮总成402，由于行星轮总成402与齿圈403的内齿4031啮合传动，外齿4032与所述第三输出齿轮11啮合传动，可将行星轮总成402上的驱动力传递到齿圈403，并经齿圈403传递到第三输出齿轮11，继而带动中间轴5转动，将动力传递到差速器6。

在其他一些实施例中，齿圈403可以是由一个内齿纹齿圈与一个外齿纹齿轮连接构成。

如图1所示，可选地，该混合动力系统还包括第四平行轴齿轮12，所述第四平行轴齿轮12包括相互啮合的第四输入齿轮1201和第四输出齿轮1202，所述第四输入齿轮1201套设于所述中间轴5上，所述第四输出齿轮1202与所述差速器6连接。

在本实施例中，第四输入齿轮1201的轴线与第四输出齿轮1202的轴线相对平行，发动机1、第一电机2或者第二电机3传递到中间轴5上的驱动力，可通过依次设置的第四输入齿轮1201、第四输出齿轮1202传递到差速器6。

在其他一些实施例中，所述差速器可通过三个及三个以上相互啮合的传动齿轮与中间轴5连接。

如图1-2所示，可选地，所述第二输出齿轮1002及所述第四输入齿轮1201分别位于所述第三输出齿轮11的轴向两侧。

在本实施例中，所述行星排组件4可位于中间轴5的前方，第二电机3、差速器6可位于中间轴5的后方的左右两侧。将第二输出齿轮1002及所述第四输入齿轮1201分别设置在所述第三输出齿轮11的左右两侧，也即第二输出齿轮1002及所述第四输入齿轮1201之间的Y向距离较大，而第二电机3通过第二输入齿轮1001与第二输出齿轮1002啮合，差速器6的输入轴通过第四输出齿轮1202与第四输入齿轮1201啮合，使得第二电机3与差速器6之间的Y向间隙可设置地大一些，避免第二电机3与差速器6发生干涉。

可选地，所述第一电机2及所述第二电机3的轴向尺寸大于径向尺寸。

在本实施例中，第一电机2、第二电机3采用细长型电机，具有尺寸更小，结构紧凑，重量轻，效率高，使用寿命长的优势。

本实用新型另一实施例提出一种车辆，包括上述的混合动力系统。所述车辆相较于现有技术所具有的优势与上述混合动力系统相同，不再重复说明。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合动力系统，其特征在于，包括发动机(1)、第一电机(2)、第二电机(3)、行星排组件(4)、中间轴(5)、差速器(6)、第一制动器(7)及第二制动器(8)，所述行星排组件(4)包括太阳轮(401)、行星轮总成(402)及齿圈(403)，所述太阳轮(401)通过所述行星轮总成(402)与所述齿圈(403)啮合，所述太阳轮(401)与所述第一制动器(7)连接，所述行星轮总成(402)与所述齿圈(403)之间设置有所述第二制动器(8)，所述发动机(1)及所述第一电机(2)均与所述行星轮总成(402)驱动连接，所述齿圈(403)及所述第二电机(3)择一地与所述中间轴(5)传动连接，所述中间轴(5)与所述差速器(6)连接。

2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二电机(3)的输出轴与所述第一电机(2)的输出轴平行设置，且所述第二电机(3)及所述第一电机(2)位于沿车辆左右方向的同一侧。

3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一电机(2)设于所述行星排组件(4)远离所述发动机(1)的一侧。

4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第一平行轴齿轮(9)，所述第一平行轴齿轮(9)包括相互啮合的第一输入齿轮(901)和第一输出齿轮(902)，所述第一输入齿轮(901)套设于所述第一电机(2)的输出轴上，所述第一输出齿轮(902)与所述行星轮总成(402)连接。

5.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第二平行轴齿轮(10)，所述第二平行轴齿轮(10)包括相互啮合的第二输入齿轮(1001)和第二输出齿轮(1002)，所述第二输入齿轮(1001)套设于所述第二电机(3)的输出轴上，所述第二输出齿轮(1002)套设于所述中间轴(5)上。

6.根据权利要求5所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第三输出齿轮(11)，所述第三输出齿轮(11)套设于所述中间轴(5)上，所述齿圈(403)具有内齿(4031)和外齿(4032)，所述内齿(4031)与所述行星轮总成(402)啮合传动，所述外齿(4032)与所述第三输出齿轮(11)啮合传动。

7.根据权利要求6所述的混合动力系统，其特征在于，还包括第四平行轴齿轮(12)，所述第四平行轴齿轮(12)包括相互啮合的第四输入齿轮(1201)和第四输出齿轮(1202)，所述第四输入齿轮(1201)套设于所述中间轴(5)上，所述第四输出齿轮(1202)与所述差速器(6)连接。

8.根据权利要求7所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二输出齿轮(1002)及所述第四输入齿轮(1201)分别位于所述第三输出齿轮(11)的轴向两侧。

9.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一电机(2)及所述第二电机(3)的轴向尺寸大于径向尺寸。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的混合动力系统。